十二挠海长隧道左线V级围岩浅埋段洞身开挖首件施工方案一、工程概况十二挠海长隧道位于承德市隆化县隆化镇与滦平县西沟乡,进口位于隆化镇蕨菜沟村,出口位于西沟乡马圈子村东沟,设计为分离式隧道,洞室净空2-10.75×5.0米,起讫桩号左线ZK40+860-ZK43+510,长2650m,属于长隧道;右线K40+869-K43+545,长2676m,属于长隧道,总体走向呈约239°展布,隧道进、出口洞门均采用端墙式;隧道最大埋深约166米。
二、工程地质条件1、地形、地貌拟建隧道位于构造剥蚀中低山地貌,山丘叠起,较为连续,自然坡度较陡,边坡切割较深。
山上植被较为发育,多以灌木、杂草为主,坡地种有果树、农作物等。
2、工程地质隧道区出露地层为单塔子群白庙组(Arb)混合岩及第四系残积坡(Q4e1+d1)。
3、水文地质勘察期间隧道进出口两端的冲沟内有细小水流,断断续续出现,但在雨季冲沟内能汇集成较大的地表径流。
三、编制依据1、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)2、《公路路基施工技术规范》(JTG F10-2006)3、《施工标准化管理实施细则》4、《张承高速设计图纸》5、张承高速TJ14合同段施工组织设计四、施工准备1、技术准备1.1、组织技术人员学习图纸,掌握设计意图,根据现场地质实际情况编制施工方案,向技术人员及作业班组进行详细的技术、安全交底。
1.2、复核逐桩坐标,复核设计高程,对洞口的导线加密点和水准控制点进行复测,加强洞口浅埋段施工监控量测和地质超前预报工作,保证隧道施工安全。
2、人员准备⑴施工管理人员为了保证施工顺利进行,我部配备足够的管理人员、专职安全员、现场工程师,专职质检员、试验员、测量员等施工人员。
具体详见下表:施工管理人员一览表⑵施工队人员组成见下表:3、施工设备准备机械设备一览表4、施工现场准备⑴施工便道计划从原有村路沿主线边缘修筑便道,便道平均宽度6米,排水设施齐全,采用30cm碎石作基层,振动压路机压实,可以供施工机械设备及材料运输车辆安全通行。
⑵施工及生活用水在隧道生活区打水井,生活及施工用水直接利用抽水泵从井内抽取。
⑶供电在隧道左线洞口10米左右布置两台800Kwa变压器用于隧道施工供电,供电采用400/380V时为 3.5m。
所有电路进行接地保护,为了防止停电,在隧道洞口布置一台250kw及300kw发电机以解决施工临时停电问题。
隧道照明,成洞段和不作业地段用220V,瓦斯地段小于110V,一般作业地段36V,手提作业灯为12~24V;瓦斯地段照明器材应采用防爆型,开关应设在送风道或洞口。
各工点照明布置具体情况见下表:⑷通风本隧道左右线长度均为2700米左右,从进口和出口进洞,当隧道掘进长度在100以上,在每个洞口路面地坡度方向放置一台串联压入式通风机进行通风,保证每人供3m3/min的新鲜空气。
风速在全断面开挖时不应小于0.15m/s,坑道内不应小于0.25m/s,但均不应大于6m/s,送风风管距离开挖面距离不超过15m。
当风管长度超过500m,温度变化较大时宜安装伸缩器;靠近空气压缩机150m以内,风管的法兰盘接头宜用石棉衬垫。
风管高度为3米左右。
⑸供水管、高压风管在洞内风管下方,拱角以上0.5米左右布置供水管,供水管和水池相连,利用自然水压供水。
高压风管设置在通风管下方,拱角以上1米左右,在空气压缩机站和水池总输管上设总闸管;主管上每隔300~500m分装闸阀,管路前端至开挖面宜保持20m距离,并用高压软管连接分风器和分水器,分风器、分水器与凿岩机间连接的胶皮管长度,不大于10m。
高压水管洞外裸露部分采用玻璃纤维布包裹,防止管道结冰冻裂影响施工。
⑹弃土场①我公司拟组织队伍挑拣隧道弃渣中片石,经试验合格后,用于防护工程及加工成碎石使用。
②隧道弃渣尽可能考虑用于本合同段填方路基的加宽,以降低路基边坡防护高度;亦可在条件允许的路基加宽段修建观景台。
③对于既不能加工碎石又不能用于防护砌筑的隧道弃渣,弃至已征用的指定的弃渣场。
④弃渣场弃渣完成后结合地势对弃渣堆进行整形。
弃渣边线顺直,高度大于8m时错台堆放弃渣,坡度不小于1:1。
表面整平后覆盖30cm的种植土。
⑺钢筋及钢构件加工场①钢筋及钢构件加工钢筋加工均在钢筋加工场集中下料、加工,加工完成后统一送到洞口。
钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净。
加工完毕后钢筋应平整,钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。
②成品的存放制作成型的钢筋及钢构件必须轻抬轻放,避免产生变形。
成品应堆放在指定的成品堆放场地上。
存放和运输过程中要避免潮湿的环境,防止锈蚀、污染和变形。
⑻施工驻地及拌和站①施工驻地1)采用统一装配式用房,统一设置房屋标识牌。
2)现场堆放材料、工具、小型机具的临时房屋严禁住人。
3)现场临时用房配置消防设施,如灭火器等。
②拌合站1)拌合站现场划分生活区、拌合作业区、材料存放区和机械设备停放区等。
2)拌合站内的设备均在相应位置设置安全操作规程牌。
3)拌合站车辆行驶路线、配电房、作业区等危险部位设置警示、指示标牌。
隧道施工及时和拌合站联系,确保支护及衬砌材料足量、及时供应。
⑼排水洞口仰坡顶部截水沟在洞口开挖提前施做,防止雨水侵入洞内,根据设计要求施做隧道洞口外排水沟、截水沟等设置,做好洞口的引水、排水和挡护工作,防止水害及山体滑坡、滚危石等。
在洞内外开挖一条截水沟防止地表灌入洞内,并在洞内外一侧设置集水坑。
五、工期安排左线洞身开挖首件准备于2013年7月15日开工,2013年8月10日完工,工期25天。
六、V级围岩浅埋段施工方案1、开挖方式以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”作为进洞施工和软弱破碎围岩的开挖指导方针,确定每一循环进尺如下:S5b+衬砌结构段为0.5米。
开挖时主要采用光面爆破、预裂爆破或非爆破的机械辅助开挖方法,拱部及墙部采用光面爆破及机械辅助,隧底采用光面爆破。
出渣采用无轨运输,配备装载机装渣,自卸汽车运输。
随挖随后进行初期支护。
2、V级围岩浅埋段施工流程施工步骤说明:⑴主洞长管棚超前注浆支护;⑵主洞上部开挖;⑶主洞上部初期支护;⑷主洞中部开挖;⑸主洞下部开挖;⑹主洞下部初期支护;⑺浇筑主洞仰拱;⑻敷设防水板,采用模板台车全断面一次浇筑二次衬砌。
2、施工工艺要求⑴进洞前应先完成进行超前支护,待洞口长管棚完成后,方可进洞。
⑵严格控制每循环开挖进尺,每循环进尺为一榀钢拱架的距离。
⑶台阶开挖后应及时施工初期支护,必要时底部设置临时支撑或临时仰拱,保证初期支护闭合成环,从而提高其整体支护刚度。
⑷钢拱架和开挖轮廓应尽量吻合(根据隧道断面情况分片制作,安装后联结),喷射混凝土应圆顺,从而减小应力集中。
3、施工控制要点⑴施工时应根据拱顶下沉监测结果,必要时对拱顶设竖向临时支撑,临时支撑采用方木,方木下设钢垫板;⑵隧道开挖按架立一榀钢拱架为一循环进尺,初期支护边开挖边支护,二次衬砌应根据监控量测结果综合分析,适时施做;⑶施工过程中应严格遵循“管超前、浆严注、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤量测”的原则,控制最大临界震动速度V≤150cm/s。
⑷开挖断面尺寸应符合设计要求,尽量减小开挖轮廓线的放样误差,宜采用激光指向仪、隧道激光断面仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置;⑸通过爆破试验,选择合理的钻爆参数,在施工过程中,根据地质条件的变化和对振动波的监测,不断调整钻爆参数,实现光面爆破,把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最小程度。
⑹施工过程中应把监控量测、地质预报纳入工序中,作好设计与施工间的信息传递与反馈,修正开挖方法和参数,实现优化设计和安全施工。
⑺隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准,考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素适当放大。
⑻预留变形量应符合设计规定,或根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件,采用工程类比法确定。
4、钻爆破施工⑴爆破技术要求①根据围岩特点通过试验合理选择周边眼间距,初步设计时周边眼间距E值取16倍的炮眼直径。
②通过试验合理的选择周边眼的最小抵抗线w,初步设计时W=0.8E。
③严格控制周边眼的装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布。
④周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药。
可借助传爆线以实现空气见隔装药;⑤采用毫秒雷管位差顺序起爆,应使周边爆破时产生临空面。
周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小;⑥严格掌握炮眼的方向,钻眼方向的正确与否,对光面爆破质量有重要影响,方向不准达不到光面爆破的目的,在钻眼钱精确认定炮眼位置、方向、钻眼时,上下左右的角度均严格控制,对个别不符合要求的炮眼,予以废除,填满砂浆后重新钻眼。
⑵光面爆破法①光面爆破工艺流程见下图:②光面爆破参数选择各光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等,可按下表选用。
注:①软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值。
②装药集中度按2号岩石硝按炸药考虑,若采用其他炸药时必须使用炸药换算系数进行换算。
⑶预裂爆破开挖和光面爆破的要求基本系相同,其基本参数如下变:预留光面层光面爆破破储参数表⑷炮眼布置要求1)清理掌子面,利用全站仪测量画出开挖轮廓线,用红油漆标出主要炮眼位置。
2)掏槽炮眼布置在开挖段面的中央稍靠下部,以使底部岩石破碎,减少飞石。
3)周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置。
4)辅助炮眼交错均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间,并垂直于开挖面打眼,力求爆下的石渣块体大小适合装渣的要求。
5)开挖断面底面两偶处,应合理布置辅助眼,适当增加药量,消除爆破死角。
断面顶部应控制药量,防止出现超挖。
6)宜用直眼掏槽,眼深小于2m时可用斜眼掏槽,两个掏槽炮眼间距不得小于20cm。
7)斜眼掏槽的方向,在岩层层理或节理发育时,不得与其平行,应呈一定角度并尽量与其垂直。
8)周边炮眼与辅助的眼底应在同一垂直面桑,保证开挖面平整。
但掏槽炮眼应比辅助炮眼眼底深10cm。
9)装药形式应按掏槽眼孔径r h与药卷径r c的比值D(不偶合系数)确定,也可按两者的体积之比D确定,D值可取2左右,D值可取4~6。
选用小直径药卷时,应防止爆炸中断现象,岩石很软时可采用爆管装药型式。
眼深小于2m时,可采用空气柱装药型式。
硬岩炮眼较深时,眼底可装一节加强药包,以保证爆破效果。
10)采用导爆管、毫秒雷管起爆周边眼,不得采用火花起爆。
开挖断面一次起爆时,如毫秒雷管的间隔时间小,周边眼的雷管应与内圈炮眼的雷管跳段起爆,段炮眼之间起爆时差可取50~100m/s。
11)对内圈眼的爆破诸参数应加以严格控制,防止围岩过度龟裂。
12)局部开挖,采用浅眼爆破,防止振动对支撑结构产生不良影响。
13)当钻爆设计与围岩条件不相适应时,应及时调整使其合理。